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Ciudad de México, Octubre 8.- En un laboratorio del Instituto Politécnico Nacional (IPN), un grupo de científicos trabaja con fibras tan delgadas que escapan al ojo humano. Se trata de nanofibras, una tecnología emergente que podría transformar la forma en que tratamos heridas graves, quemaduras y enfermedades cutáneas.
¿La meta? Imitar a la perfección las células del cuerpo humano para lograr una verdadera regeneración de la piel.
¿Qué son las nanofibras?
Las nanofibras son estructuras filamentosas muy delgadas y alargadas, con diámetros promedio iguales o inferiores a 1 micrómetro (µm).
Según un artículo reciente de ScienceDirect, estas fibras destacan por su peso liviano, alta porosidad, gran área superficial y resistencia mecánica.
Estas propiedades les permiten tener múltiples aplicaciones, entre ellas la liberación controlada de medicamentos y la ingeniería de tejidos.
En biomedicina, las nanofibras hechas de biopolímeros son especialmente valoradas por su compatibilidad con los tejidos, baja toxicidad y capacidad para promover la regeneración natural.
En el cuidado de heridas, por ejemplo, los apósitos basados en nanofibras ofrecen ventajas claras: no contienen sustancias tóxicas, dificultan el crecimiento de hongos, ayudan a detener hemorragias, son hipoalergénicos y permiten que la piel respire.
Cuando se incorporan iones de plata, se refuerza el efecto antibacteriano, protegiendo de infecciones comunes.
El inicio del proyecto: curiosidad, ingenio y nanotecnología
En 2013, tras regresar de una estancia sabática en Bélgica, el doctor Eduardo San Martín Martínez recibió una pregunta que despertó su curiosidad científica: “¿Sabes qué son las nanofibras?”. Aunque conocía el término de forma superficial, decidió profundizar en el tema y lo compartió con sus estudiantes. Uno de ellos, Josué Jiménez Vázquez, mostró gran interés por fabricarlas, lo que marcó el inicio del proyecto y le valió el apodo de “El hombre araña”.
En aquel momento, el Instituto Politécnico Nacional no contaba con equipo especializado para desarrollar nanofibras, por lo que San Martín y sus alumnos construyeron un dispositivo artesanal utilizando materiales reciclados, como un generador de alto voltaje extraído de un televisor viejo. Incorporaron también bombas de jeringa como las usadas en hospitales, creando así su primer generador de nanofibras funcional.
Las primeras fibras fueron rudimentarias, pero con mejoras progresivas, Josué logró perfeccionarlas y, gracias a ese trabajo, obtuvo su grado de Maestro en Ciencias.
Nanofibras con colágeno: una matriz para regenerar piel
El equipo del CICATA Legaria se propuso diseñar una matriz extracelular artificial que imitara la estructura natural del cuerpo humano. Utilizaron nanofibras compuestas de colágeno —extraído de piel de pollo o tilapia— combinadas con biopolímeros como la policaprolactona (PCL). Este andamio permite el crecimiento celular y favorece la regeneración de la piel, especialmente útil en personas con heridas crónicas o pérdida severa de tejido cutáneo.
El colágeno es purificado, liofilizado y caracterizado mediante técnicas fisicoquímicas como electroforesis y espectrometría infrarroja (FTIR), asegurando su calidad y compatibilidad con el cuerpo humano. Estos andamios, al ser biodegradables y biocompatibles, no generan efectos secundarios, lo que representa un avance significativo en medicina regenerativa.
¿Cómo sirven las nanofibras para piel artificial?
Luego de numerosos ensayos, el equipo logró definir la formulación óptima para el electrohilado, técnica con la cual se fabrican las nanofibras. Este método consiste en aplicar un alto voltaje (entre aproximadamente 5 y 30 kilovoltios) a una solución polimérica cargada eléctricamente. Esa solución se estira hacia una placa colectora y, al secar o solidificarse, forma hilos extremadamente finos que se entrelazan.
Las fibras resultantes tienen diámetros entre 100 y 200 nanómetros (0,1 a 0,2 µm). Son invisibles al ojo humano; sólo pueden observarse mediante microscopía electrónica. Cuando se depositan sobre una superficie, pueden percibirse como una mancha difusa, dada su finura.
Pero fabricar el andamio no termina con electrohilado. Luego de este paso, los investigadores realizan modificaciones estructurales que buscan imitar lo más fielmente posible la matriz extracelular natural. Se aplican enlaces cruzados (crosslinking) para unir las nanofibras, controlar su alineación, diámetro, porosidad y forma del entramado.
Estos factores son fundamentales para que células clave de la piel —como los queratinocitos (capa más externa) y fibroblastos (tejido conectivo interno)— puedan crecer de forma adecuada y funcional.
Para lograr esto, se deben controlar varios parámetros del proceso:
concentración de polímeros, voltaje aplicado, distancia entre los electrodos y flujo del material. También es esencial regular el grado de entrecruzado molecular, que influye en la rigidez del andamio, su permeabilidad al oxígeno y al agua, y su degradación lenta y segura dentro del organismo.
Importancia y perspectivas
Este tipo de investigación resulta de vital importancia porque abre la posibilidad de tratamientos más eficientes para quemaduras graves, úlceras crónicas o pérdidas extensas de piel donde los métodos convencionales (injertos autólogos, trasplantes) tienen limitaciones: disponibilidad, riesgo de rechazo, cicatrización deficiente.
Aunque aún es necesario llevar los avances al ámbito clínico, los resultados en laboratorio son prometedores. Por ejemplo, una investigación de Science Direct muestra que los apósitos con nanofibras tienen eficacia en la cura de heridas, mejora del transporte de fármacos, capacidad antibacteriana y compatibilidad con tejidos vivos.
Asimismo, la BUAP ha publicado estudios con biopolímeros como PCL combinados con colágeno han mostrado buenos resultados en otras áreas como regeneración ósea: membranas hechas de PCL y colágeno (a veces recubiertas con óxido de grafeno) han dado propiedades mecánicas y biodegradabilidad adecuadas para su uso en implantes biomédicos.
La creación de piel artificial mediante nanofibras no es ciencia ficción: es una realidad en desarrollo dentro de instituciones mexicanas como el IPN. A través de la combinación de biotecnología, ingeniería de tejidos y materiales sustentables, los investigadores han logrado diseñar andamios que imitan la matriz extracelular, permitiendo el crecimiento ordenado de nuevas células cutáneas.
Este avance no solo abre una nueva vía para el tratamiento de heridas complejas, sino que también posiciona a México en la vanguardia de la medicina regenerativa.